تُعد بيانات الزوايا أدناه أمثلة بصرية، وليست نطاقات أحجام أو مسافات إضاءة مُتحقَّقًا منها. استخدم التوزيع الفوتومتري الكامل واتجاه العدسة لمقارنة الوحدات. وينطبق قانون التربيع العكسي على مصدر نقطي مثالي أو تقريب مناسب في المجال البعيد عند زاوية السقوط نفسها؛ ولا يتنبأ بأداء قضبان الإضاءة في المجال القريب داخل صندوق ضوئي عاكس.
عندما تبدو إضاءة الصندوق القماشي غير متجانسة، غالبًا ما يُشتبه أولًا في القدرة الكهربائية. لكن القدرة ليست سوى جزء من المشكلة في المشاريع الفعلية. فقد يؤثر شكل الحزمة وزاوية العدسة والمسافة بين وحدة LED والقماش وطريقة توجيه الوحدات بالقدر نفسه.
يوضح هذا الدليل كيفية قراءة زوايا عدسات LED للصناديق الضوئية ومنحنيات توزيع الضوء بصورة عملية. وهو مخصص للصناديق الضوئية SEG والصناديق الإعلانية وجدران المعارض المضاءة خلفيًا وعروض التجزئة والإطارات المضيئة المخصصة التي تتطلب إضاءة متجانسة.
إجابة سريعة: العدسات الأضيق تحقق مدى إضاءة أطول
في الصناديق الضوئية ذات الإضاءة الجانبية، تمنح الزاوية الأساسية الأصغر للعدسة عادةً مدى إضاءة أطول. وتُركّب وحدات LED في هذا التصميم على حافة الإطار لتوجّه الضوء عبر سطح اللوحة. وقد تبدو الحزمة التي تنتشر بسرعة كبيرة ساطعة قرب الإطار وضعيفة في الوسط.
كنقطة انطلاق عملية:
- عدسات 9x50 و15x60 تكون عادةً أنسب للصناديق الأكبر أو الأقل سماكةً ذات الإضاءة الجانبية، حيث يجب أن ينتقل الضوء إلى مسافة أبعد.
- عدسات 10x45 تناسب غالبًا الصناديق متوسطة الحجم ذات مسافة الإضاءة المتوسطة.
- عدسات 20x60 و30x65 تعمل عادةً بصورة أفضل في الصناديق الأصغر أو الأعمق، حيث يفيد الانتشار الأوسع.
- العدسات الواسعة جدًا ذات الزاوية الواحدة، مثل نحو 160 إلى 170 درجة، أكثر شيوعًا في توزيعات الإضاءة المباشرة خلف اللوحة، حيث تتجه وحدات LED نحوها من الخلف.
هذه ليست قواعد ثابتة. فالنتيجة النهائية تعتمد على عمق الصندوق الضوئي وخامة اللوحة وخرج LED وتباعد الوحدات وشكل الإطار والسطوع المستهدف.
ماذا تعني زاوية عدسة 9x50 أو 20x60؟
تستخدم وحدات LED كثيرة للصناديق الضوئية عدسات غير متماثلة. فهي تُنتج حزمة بيضاوية أو شريطية بدلًا من حزمة دائرية. ولهذا تظهر غالبًا قيمتان، مثل 9x50 أو 15x60 أو 20x60.
يصف الرقم الأصغر الاتجاه الأضيق للحزمة. ويساعد هذا المحور الأضيق على التحكم في المسافة التي يقطعها الضوء قبل انتشاره أكثر من اللازم. ويصف الرقم الأكبر الاتجاه الأوسع، مما يساعد الحزمة على تغطية مساحة أكبر على امتداد الوحدة أو القضيب.
تفيد الحزمة الشريطية في الإضاءة الجانبية لأن المطلوب ليس مجرد إنشاء بقعة ساطعة. بل الهدف هو دفع الضوء عبر سطح القماش مع تحقيق أفضل توازن ممكن بين الحافة القريبة والمنطقة الوسطى والحافة البعيدة.
اختيار زاوية العدسة بحسب حجم الصندوق الضوئي
| فئة العدسة | سلوك الحزمة المعتاد | الاستخدام المبدئي الأنسب | ما يجب الانتباه إليه |
|---|---|---|---|
| 9x50 أو 15x60 | حزمة شريطية أضيق ومدى إضاءة أطول | الصناديق الكبيرة ذات الإضاءة الجانبية وإطارات SEG قليلة السماكة ومسافات الإضاءة الطويلة عبر اللوحة | تتطلب دقة التوجيه ومحاذاة العدسة. وقد تظل البقع الساطعة ظاهرة إذا كان التباعد أو بُعد القماش غير مناسب. |
| 10x45 | حزمة متوسطة ومدى إضاءة متوسط | الصناديق متوسطة الحجم تقريبًا التي تتطلب توازنًا بين التغطية ومدى الإضاءة | قد تتطلب تقليل تباعد الوحدات إذا كانت اللوحة شديدة النفاذية للضوء أو كان الإطار قليل العمق. |
| 20x60 أو 30x65 | حزمة أوسع ومدى إضاءة فعّال أقصر | الصناديق الصغيرة إلى المتوسطة والإطارات الأعمق والمناطق القريبة من حافة LED | قد ينخفض سطوع الوسط في صندوق عريض جدًا بإضاءة جانبية. وقد تُنتج بعض تصاميم العدسات حلقات لونية أو مناطق حزم ظاهرة. |
| عدسة واسعة بزاوية 160 إلى 170 درجة | انتشار مباشر واسع جدًا | الصناديق المضاءة خلفيًا التي تُركّب فيها وحدات LED خلف اللوحة وتُوجّه إلى الأمام | تتطلب توزيعًا شبكيًا وعمقًا كافيًا لتجنب ظهور النقاط. |
إذا كنت لا تزال تختار بين الإضاءة الجانبية والإضاءة المباشرة خلف اللوحة، فابدأ بـ دليل اختيار وحدات LED للصناديق الضوئية. فهو يوضح متى يناسب كل تركيب الإضاءة الجانبية أو الخلفية.
لماذا تناسب الحزم الشريطية الصناديق الكبيرة ذات الإضاءة الجانبية؟
تشكّل إضاءة الصندوق الضوئي الكبير من الجوانب تحديًا، لأن مصدر الضوء لا يقع خلف الصورة بكاملها، بل يتركز على الحافة. ويجب أن تنتقل الحزمة عبر اللوحة مع الاحتفاظ بشدة كافية عند وصولها إلى الوسط أو الجانب المقابل.
تفيد الحزمة الشريطية لأنها تركز قدرًا أكبر من الضوء المفيد في الاتجاه المطلوب. ومقارنةً بحزمة دائرية واسعة، يمكنها تقليل الضوء المهدَر داخل الإطار وتحسين السطوع المفيد عبر اللوحة.
لهذا لا يكون اختيار وحدة أعلى قدرةً أفضل حل دائمًا. فقد تظل الوحدة الأعلى خرجًا ذات العدسة غير المناسبة تُنتج شريطًا ساطعًا قرب الإطار أو مناطق داكنة في الوسط أو بقعًا ساطعة ظاهرة على القماش.
مدى الإضاءة وقانون التربيع العكسي
يتناقص الضوء سريعًا مع زيادة المسافة. ويمكن استخدام قانون التربيع العكسي لتقدير مبسّط:
الاستضاءة عند مسافة معينة = الاستضاءة عند 1 متر x 1 / مربع المسافة
يعني ذلك أن النقطة الواقعة على بُعد مترين تتلقى نحو ربع الضوء المقاس عند متر واحد، قبل احتساب نفاذية القماش والانعكاسات داخل الصندوق وفواقد العدسة. وعند ثلاثة أمتار، تصبح القيمة نحو التُّسع.
هذا تقدير للتخطيط فقط. فالصناديق الضوئية الفعلية ليست تجهيزات مختبرية في فضاء مفتوح. وتؤثر نفاذية القماش وكثافة حبر الطباعة وانعكاسية الإطار ودرجة حرارة لون LED وكفاءة العدسة وتباعد الوحدات جميعها في سطوع السطح النهائي.
لمثال يركّز أكثر على القياسات، راجع اختبار تجانس الصندوق الضوئي عند 25 نقطة.
الإضاءة على جانبين مقارنةً بأربعة جوانب
من الأخطاء الشائعة افتراض أن زيادة عدد الجوانب المضيئة تحسّن التجانس دائمًا. فقد ترفع الإضاءة على أربعة جوانب السطوع، لكنها قد تُنتج أيضًا زوايا أشد سطوعًا أو مناطق تداخل للحزم أو وسطًا أقل تجانسًا إذا كان الصندوق طويلًا وضيقًا.
في بعض الصناديق المستطيلة الكبيرة، قد تكون الإضاءة من جانبين متقابلين أكثر توازنًا وأقل تكلفة من إضاءة الجوانب الأربعة. ويعتمد الاختيار الصحيح على أقصر ضلع وأطول مسافة إضاءة وخرج الوحدة وشكل العدسة.
كقاعدة تقريبية، عندما يتجاوز الصندوق مدى الإضاءة المناسب لجانب واحد، اختبر جانبين متقابلين أولًا. واستخدم أربعة جوانب فقط عندما يحتاج التصميم إلى خرج إضافي ويمكن التحكم في تداخل الحزم.
المسافة بين الوحدة والقماش: التغييرات الصغيرة مؤثرة
لا يمكن تحديد مسافة عامة بين الوحدة والقماش من زاوية العدسة وحدها. في الاختبار المقارن المرتبط بصندوق عمقه 12cm، حقق خيار 15 × 60° أداءً جيدًا عند 5–6cm، وكان أقل تجانسًا عند 8.5cm. وتنطبق هذه القيم على أبعاد وشكل التركيب المختبَر وحده. تحقّق من التباعد باستخدام الإطار النهائي واللوحة المطبوعة؛ فقد تتصرف خامة الاختبار البيضاء بصورة مختلفة.
مشكلات شائعة تكشفها منحنيات الحزم
تفيد منحنيات توزيع الضوء لأنها تكشف مشكلات قد لا تتضح من القدرة أو التدفق الضوئي باللومن وحدهما.
- حلقات صفراء أو مناطق لونية: قد تُنتج بعض تركيبات العدسات وLED مناطق دافئة أو صفراء ظاهرة قرب أطراف الحزمة.
- بقع ساطعة: قد تصل العدسة الضيقة إلى مسافة أبعد، لكن التباعد غير المناسب أو قلة المسافة إلى القماش قد يُظهران بقعًا ساطعة.
- أنماط حزم متموجة: إذا لم تُحاذَ العدسة بصورة صحيحة أثناء التجميع، فقد تصبح الحزمة غير متجانسة عبر اللوحة.
- سطوع منخفض للسطح: قد تتمتع الوحدة بتدفق ضوئي اسمي مرتفع، ومع ذلك لا تلبي المشروع إذا فُقد قدر كبير من الضوء قبل وصوله إلى القماش.
لذلك ينبغي أن يجمع اختيار المنتج بين زاوية الحزمة ومسافة التركيب الفعلية واختبار استضاءة السطح. ولا تكون ادعاءات مثل الإضاءة المثالية الخالية من البقع الساطعة ذات معنى إلا عند معرفة عمق الصندوق وتباعد الوحدات وخامة القماش.
كيفية اختيار وحدة LED المناسبة للصندوق الضوئي
قبل اختيار وحدة LED للصندوق الضوئي، اجمع تفاصيل المشروع التالية:
- عرض الصندوق الضوئي وارتفاعه
- عمق الإطار والمسافة المتاحة بين الوحدة والقماش
- تركيب بإضاءة جانبية أو خلفية أو مختلطة
- خطة إضاءة على جانب واحد أو جانبين أو أربعة جوانب
- نوع قماش اللوحة ونفاذيته التقديرية للضوء
- سطوع السطح المستهدف ونطاق التجانس المقبول
- بيئة داخلية أو خارجية
- متطلبات الاعتماد في السوق، مثل UL أو ETL أو CE
بمجرد وضوح هذه التفاصيل، يصبح اختيار زاوية العدسة أسهل كثيرًا. فعروض الإضاءة الجانبية الكبيرة وقليلة السماكة تحتاج عادةً إلى حزمة موجّهة طويلة المدى. وتحتاج الصناديق الأصغر عادةً إلى مزج أوسع للضوء. أما الصناديق ذات الإضاءة المباشرة خلف اللوحة فتحتاج إلى توزيع مختلف كليًا، توزَّع فيه وحدات LED خلف اللوحة بدلًا من حافة الإطار.
الخطوة العملية التالية
إذا كان مشروعك يستخدم صندوقًا ضوئيًا SEG أو قماشيًا بإضاءة جانبية، فابدأ بـ قضبان ووحدات LED للإضاءة الجانبية. وإذا كانت وحدات LED ستُركّب خلف اللوحة وتُوجّه إلى الأمام، فتصفح وحدات LED للإضاءة الخلفية لهذا النوع من التركيب.
لمعالجة عدم تجانس العرض، يوضح دليل الزوايا الداكنة في الصناديق الضوئية أسباب ضعف إضاءة الزوايا وكيف قد تساعد الإضاءة الإضافية أو تغييرات التوزيع.
نادرًا ما تتحقق أفضل نتيجة لصندوق ضوئي LED بالقدرة وحدها. بل تتحقق بمطابقة زاوية العدسة وشكل الحزمة والتباعد والمسافة إلى القماش وبيانات الاختبار الفعلية مع حجم العرض.
قارن خيارات الإضاءة الجانبية
تصفح تشكيلة قضبان إضاءة LED الجانبية لمقارنة أنماط الحزم وأطوال القضبان. ولخيارات مجرّبة، راجع وحدات الصناديق الضوئية بإضاءة جانبية بقدرة 12W/18W أو القضيب عالي الخرج بقدرة 45W للصناديق الضوئية الكبيرة.